面试题 05.04. 下一个数

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class Solution {
public int[] findClosedNumbers(int num) {
return new int[]{findBiggerNumber(num), findSmallerNumber(num)};
}

private int findSmallerNumber(int num) {
// find: 10 -> 01
for (int i = 0; i < 30; i++) {
if (((num >> i) & 1) == 0 && ((num >> (i + 1)) & 1) == 1) {
num = reverseNthBit(num, i);
num = reverseNthBit(num, i + 1);

int j = i - 1, k = 0;
while (k < j) {
while (k < j && ((num >> j) & 1) == 1) { // find 0
j--;
}
while (k < j && ((num >> k) & 1) == 0) { // find 1
k++;
}
if (k < j) {
num = reverseNthBit(num, j--);
num = reverseNthBit(num, k++);
}
}
return num;
}
}

return -1;
}

private int reverseNthBit(int num, int nth) {
if (((num >> nth) & 1) == 0) {
return num | (1 << nth);
} else {
return num & ~(1 << nth);
}
}

private int findBiggerNumber(int num) {
// find: 01 -> 10
for (int i = 0; i < 30; i++) {
if (((num >> i) & 1) == 1 && ((num >> (i + 1)) & 1) == 0) {
num = reverseNthBit(num, i);
num = reverseNthBit(num, i + 1);

int j = i - 1, k = 0;
while (k < j) {
while (k < j && ((num >> j) & 1) == 0) { // find 1
j--;
}
while (k < j && ((num >> k) & 1) == 1) { // find 0
k++;
}
if (k < j) {
num = reverseNthBit(num, j--);
num = reverseNthBit(num, k++);
}
}
return num;
}
}

return -1;
}
}

对于二进制表示来说,容易想到的是,如果需要寻找更大的数且二进制表达式中 1 的个数相同,那么就需要寻找二进制 01,将其调整为这两个比特位调整为 10 即找到更大的数,同理如果需要寻找更小的数且二进制表达式中 1 的个数相同,那么就需要寻找二进制 10,将其调整为 01 即找到更小的数。但是以上找到的数并不是最接近的更大的数/更小的数。比如二进制 1001,其更小的数二进制表达式应该为 0110 而不应该是 0101,即在将最右侧的 10 调整为 01 后,还要将右侧剩余的 1 挪动至左侧,才能保证找到的数为最接近的数。可参考:31. Next Permutation

References

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